termoobr

рекомендовать режим химико-термической и термической обработок и сопоставить механические свойства стали обоих типов в готовом изделии.

Указать способы цементации и состав применяемых карбюризаторов.

Задача №5.17.

. Цех изготовляет шестерни диаметром50мм из цементуемой стали.

Подобрать марки стали: а) для шестерен, работающих в условиях обычного износа и удара, и б) для шестерен, работающих при повышенных удельных давлениях.

Указать химический состав выбранных марок стали, рекомендовать режим термической обработки, объяснить назначение каждой операции термообработки и ее влияние на структуру и свойства стали.

Указать также способы цементации, составы карбюризаторов и рекомендуемую толщину цементованного слоя для данной детали.

Сопоставить механические свойства стали выбранных марок В готовом изделии и привести механические свойства, которые можно получить при изготовлении подобных шестерен из модифицированного чугуна, хорошо работающего на износ.

Задача №5.18.

Конические шестерни диаметром 50 мм в электротележке работают в

условиях динамических нагрузок и повышенного износа. По требованию конструктора сталь должна обладать высокой вязкостью в сердцевине.

Выбрать марку углеродистой цементуемой стали, указать химический

состав, рекомендовать режим термической обработки для получения

указать режим термической обработки, если цементация производится: в

жидкой или в газовой среде.

Указать механические свойства стали в сердцевине изделия и твердость на поверхности после окончательной термической обработки и объяснить, в

41

рекомендовать режим термической обработки детали и указать структуру стали и механические свойства в сердцевине и твердость на поверхности после выполнения рекомендуемой обработки. Указать желательную толщину твердого поверхностного слоя для данной детали.

Объяснить, в каких случаях необходимо выбрать легированную сталь и

какие механические свойства можно гарантировать в стали указанных различных классов.

Задача №5.20.

Заводу поручено изготовить шестерни сложной формы диаметром50 мм

или высотой 100 мм, которые должны обладать твердостью на поверхности

не ниже HRc= 58—60, а в сердцевине пределом прочности не ниже40

кг/мм2 и ударной вязкостью не ниже 5— б кгм/см2. Завод изготовил первую

партию шестерен из углеродистой цементуемой стали; однако некоторые шестерни покоробились при закалке.

Подобрать марку стали и рекомендовать режим термической обработки после цементации, чтобы обеспечить получение заданных механических свойств и устранить брак по короблению и деформации при закалке.

Указать химический состав выбранной стали, режим термической обработки, микроструктуру стали в сердцевине и поверхностном слое и причины, вызывающие деформацию при закалке.

Задача №5.21.

Рекомендовать марки стали и режим термической обработки для изготовления отвалов и рам тракторных плугов.

42

При выборе состава стали учитывать следующие условия работы этих

деталей.

1.Отвалы, разрыхляющие и оборачивающие почву, должны обладать высокой износоустойчивостью и вязкостью, чтобы выдерживать удары при работе по почве.

2.Рамы плугов должны обладать высокой прочностью(обычно не ниже

55—60 кг/мм2) и достаточной ударной вязкостью (более 4 кгм/см2), так как они часто должны выдерживать значительные нагрузки(в том числе и динамические).

Рекомендовать режимы термической обработки отвалов и рам для получения заданных свойств и указать микроструктуру и твердость после окончательной обработки.

Задача №5.22.

Стаканы цилиндров некоторых двигателей должны обладать особо

Задача №5.23.

Завод изготовляет коленчатые валы диаметром35 мм, причем сталь в готовом изделии должна иметь предел текучести не ниже30 кг/мм2 и

ударную вязкость не ниже5 кгм/см2; кроме того, вал должен обладать повышенной износоустойчивостью не повсей поверхности, а только в

43

шейках, то есть в участках, сопряженных с подшипниками и работающих на истирание.

Привести химический состав сплавов выбранных марок и механические свойства после литья.

Указать, для какого сплава из числа выбранных рационально применить термическую обработку после литья; рекомендовать режим обработки и объяснить ее влияние на структуру и механические свойства.

Задача №5.24.

Завод изготовляет крупные шестерни путем литья; по условиям работы от

материала не требуется большой вязкости.

Подобрать марку дешевого сплава, обладающего хорошими литейными

съойстпами, для изготовления шестерен диаметром 300 мм и высотой 80 мм

двух типов, к которым предъявляются следующие требования:

прочности при изгибе не ниже 55 кг/мм2.

Указать микроструктуру, которую должен иметь сплав для шестерен

химический состав сплава второго типа.

Привести химический состав стали марки40, сопоставить механические свойства этой стали с механическими свойствами выбранных сплавов и указать, по каким причинам технологического и экономического порядка применение стали в данном случае менее целесообразно.

Задача №5.25.

Многие крупные детали для железнодорожного транспорта, например,

автосцепки, изготовляют литыми.

44

Выбрать марку стали для подобных деталей и обосновать режим

термической обработки отливок.

Указать структуру и механические свойства стали после литья и после термической обработки. Для сравнения указать механические свойства чугуна в случае изготовления массивных изделий, например, колес для вагонов, и сопоставить технологические и механические свойства выбранных стали и чугуна

Задача №5.26.

Цилиндрические пружины железнодорожных вагонов изготовляются

вмассовых количествах и имеют относительно большие размеры

Привести марку стали, применяемой для изготовления этих частей,

и указать ее химический состав. Указать способы нагрева под закалку,

позволяющие получить разную твердость в отдельных участках, и

структуру стали, отвечающую приведенным значениям твердости.

Задача №5.28.

45

Тросы изготовляют из ряда сплетенных вместе проволок.

Подобрать для изготовления тросов ответствеиного назначения'

марку стали с пределом прочности не ниже60 кг/мм2. Указать химический состав стали и способ изготовления проволоки и троса,

если диаметр проволоки не превышает1 мм. Привести остальные механические свойства стали.

Для сравнения привести химический состав и характеристики

необходимо обращать особое внимание не только на механические

46

1) цементованные, имеющие предел прочности в сердцевине 65— 70

кг/мм2 при ударной вязкости не менее 8 кгм/см2;

2) азотированные, имеющие предел прочности в сердцевине95—

100кг/мм* и ударную вязкость не менее 9 кгм/см'г.

3)из термически улучшенной стали с пределом прочности90— 100

кг/'мм2 и ударной вязкостью не ниже 6 кгм/см2;

4)литые чугунные с пределом прочности 30—32 кг/мм';

5)из алюминиевой бронзы с твердостью Яд=220—230.

При решении можно принять, что шестерки всех типов имеют диа-

метр 50 мм и высоту 80 мм.

Выбрать марки сплавов, указать их химический состав, обработку и структуру, необходимые для получения указанных механических свойств. Сравнить режимы обработки и, учтя свойства, полученные в готовом изделии, на'.метить, для каких условий эксплоатации наиболее рационально использовать шестерни каждого из перечисленных типов.

при обработке их по новому способу.

Указать технологический режим обоих процессов термической обработки и привести основные преимущества нового.

47

Задача №5.32.

. Поршневые пальцы диаметром 30 мм и длиной 50 мм должны иметь по условиям работы вязкую сердцевину и твердую поверхность,

хорошо сопротивляющуюся износу (Яне — 58—62).

Указать режим обработки, обеспечивающий получение требуемых свойств, если пальцы изготовляют массовыми партиями: а) из стали марки 15, б) из стали марки 45.

Привести химический состав сталей марок 15 и 45 и сопоставить:

1)продолжительность выдержки изделий при цементации стали15

ипри других способах обработки стали45 для получения поверхност-

ного твердого слоя толщиной 0,8—1,0 мм;

2)цикл всех операций термической обработки сталей 15 и 45;

3)механические свойства в сердцевине изделия из сталей 45 и 15.

механические свойства в сердцевине после окончательной обработки.

Задача №5.34.

Завод производит цементацию поршневых пальцев диаметром40

мм и длиной 80 мм из стали марки15. По техническим условиям цементованный слой должен быть толщиной I —1,2 мм.

Указать продолжительность выдержки при цементации в твердом карбюризаторе, состав карбюризатора для получения слоя заданной толщины и последовательность операций термической обработки.

48

Указать способ химикотермической обработки, позволяющий ускорить процесс обработки этих деталей.

Привести химический состав стали15, твердость и микроструктуру поверхностного слоя, а также микроструктуру и механические свойства сердцевины готового изделия.

Задача №5.35.

пуске деталей каждого из указанных размеров для случая нагрева: а) в

пламенной печи, б) в соляной ванне и в) в свинцовой ванне.

Задача №5.36.

Обезуглероживание поверхности пружин, особенно тонких, делает их непригодными для работы.

Рекомендовать условия термической обработки углеродистой пружинной стали с 1,0% С, обеспечивающие защиту поверхности стали от обезуглероживания и окисления: а) при отжиге проволоки и б) при закалке пружин.

Указать микроструктуру и механические свойства стали в готовой пружине с толщиной проволоки4 мм и объяснить, какие именно механические свойства снижаются особенно резков результате поверхностного обезуглероживания.

49

Задача №5.37.

Завод изготовляет шестерни диаметром 80 мм и высотой 40 мм из сталей ЗОХГС и 35Г2. Одна партия шестерен, изготовленная из стали

35Г2, была закалена по режиму, установленному для стали ЗО.ХГС.

Сопоставить температуры закалки стали этих марок и объяснить,

какое изменение в структуре и механических свойствах стали35Г2

вызовет допущенное здесь нарушение режима термической обработки.

Указать, какие имеются возможности, позволяющие исправить структуру стали 35Г2 и использовать эти шестерни в работе.

50